소포장 김치의 발효, 숙성정도를 연속적으로 신속하게 감지할 수 있는 기술을 개발하고자 색 지시계를 적용하였다. $CO_2$ 흡착제/발색시약의 혼합물로 구성된 지시계를 포장재에 도입하여 화학반응에 의한 색깔 변화와 저장 중 김치의 pH, 산도 변화를 측정 비교하므로서 숙성도를 감지하였다. 김치의 발효 숙성이 진행되면서 포장재 내부에 부착되어 있던 지시계 BP와 MR은 초기의 하늘색에서 보라색으로, 연한 노란색에서 빨간색으로 점차 색이 변하였으며, 이러한 지시계의 색 변화는 저장온도에 관계없이 pH 또는 산도 변화와 높은 상관관계를 가지므로서 김치의 숙성정도를 잘 나타내었다. 결과적으로 상품 김치의 저장 유통과정에서 포장을 뜯지 않고도 내용물의 숙성도를 육안으로 감지할 수 있는 숙성 감지용 지시계의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
숙성액 조성을 달리하여 양파장아찌를 제조하고 이화학적 품질 특성 변화를 조사하였다. 숙성액과 양파장아찌육의 당도(가용성 고형분), 염도, pH는 숙성기간이 경과함에 따라 간장배합비율이 높을수록 당도도 높게 나타났다. 양파장아찌육의 표면색도는 백색도의 경우 숙성기간 최종일까지 완만히 증가하였다. 적색도 및 황색도의 경우 모든 실험군과 대조군에서 감소하는 경향을 보였다. 양파장아찌의 견고성은 숙성기간 16일째에는 모든 실험군에서 급격히 감소하는 현상을 보였다. 씹힘성은 숙성기간 최종일에 모든 실험군에서 급격히 감소하였다. 관능검사의 경우 외관적인 색의 경우 간장 100%군이, 향은 간장 50%+식초 50%인 실험군이, 맛은 간장 100%인 대조군이, 아삭거리는 정도는 간장 75%+식초 25%인 실험군이, 전체적인 기호도는 간장 100%인 대조군이 높은 관능적 점수를 얻었다. 위의 결과를 종합해볼 때 양파장아찌숙성액 제조시 간장의 배합 비율을 높게하여 제조하는 것이 품질적으로 우수한 장아찌를 제조할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 숙성 중 야기되는 식육의 인화정도를 파악할 수 있는 척도로서 이용하기 위하여, 근원섬유 Z선의 구성단백질의 하나인 zeugmatin에 대한 항체를 조제, 간접연역형광법으로 zeugmatin의 숙성중 변화와 근원섬유의 소편화와의 관계를 알아 보았다. Zeugmatin은 변성하기 쉬운 단백질로서 재래식 방법으로는 정제가 블가능하므로 이 단백질을 함유하는 획분을 정제과정 중에 채취하여 전기영동으로 전개, 이에 해당하는 band를 분리하여 polyclonal항체를 용이하게 받을 수 있었으며, 이 조제된 항체는 zeugmatin과 특이적으로 반응하였다. 조제된 항체를 이용하여 간접면역형광법으로 식육의 숙성중에 zeugmatin의 변화와 근원섬유의 소편화로 나타나는 식육의 연화와의 상관관계를 알아 본 결과, 이 두가지 변화는 특이적으로 일치하였다 즉, 닭의 흉근을 $4^{\circ}C$에서 숙성하면서 측정한 근원섬유의 소편화도는 도살 후 6시간에서 24시간 사이에 급속히 증가하여 이 시간대에 식육이 급속히 부드러워짐을 나타내었고, zeugmatin에 대한 항체가 나타내는 형광광도도 도살 후 6시간에서 24시간 사이의 동일한 시간대에 급적히 약화되어 zeugmatin이 이 시간대에 급속히 인화하였음을 나타내었다. 이상의 결과로 근원섬유 Z선의 구성단백질 중 하나인 zeugmatin은 숙성에 따라 야기되는 식육의 연화정도, 즉 식육의 숙성도를 나타내는 척도로서 이용될수 있으며, 그 이용방법으로는 간접면역형광법이 가장 간편한 방법인 것으로 판단되었다.
저염 명란젓의 shelf-life를 연장하기 위하여 최근 식품 보존제로 주목을 받고있는 chitosan, glucono $\delta-lactone$ 및 sykeeper를 첨가하여 명란젓을 제조한 다음 여러가지 화학적 및 미생물 변화를 분석하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 숙성 중 pH는 숙성 초기에 감소하였다가 숙성이 진행됨에 따라 증가하였으며 sykeeper 첨가는 pH 증가를 억제하였다. 젖산생성은 숙성기간이 증가함에 따라 증가하였으며, sykeeper 첨가는 젖산 생성을 저해하였다. 아미노태 질소는 숙성 5일에 일정수준유지 또는 약간 감소하였다가 그 후 증가하여 숙성 15일에 최고값을 나타낸 후 다시 감소하였으며 sykeeper첨가 명란젓이 가장 높은 생성량을 나타내었다. VBN 및 TMA는 숙성이 진행됨에 따라 증가하였으며 Sykeeper 첨가 명란젓의 생성량이 제일 낮았으며 그 다음이 glucono $\delta-lactone이었다.$ Sykeeper 는 숙성 초기 단계의 TBA 생성을 억제하였으며 또한 미생물의 성장 저해 효과를 나타내었다. Glucono $\delta-lactone$ 및 Sykeeper 첨가는 저염명란젓의 shelf-life를 각각 2일 및 5일 정도 연장하였다.
오징어 젓갈에 오징어 먹즙을 2% 및 4% 농도로 첨가하고 $10^{\circ}C$에서 8주일간, $20^{\circ}C$에서 32일간 숙성시키면서 아미노태 질소와 근육단백질 변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 오징어 먹즙이 첨가되지 않은 오징어 젓갈의 아미노태 질소는 식염 농도가 낮고 숙성온도가 높을수록 숙성 후반까지 계속 유의성 높게 증가하여 숙성이 촉진되었으며 오징어 근육의 단백질 변화는 myosin heavy chain이 숙성 초반에 현저히 분해되지만 actin의 변화는 거의 없어서 protease에 강하였다. 오징어 먹즙을 첨가한 오징어 젓갈의 아미노태 질소 함량은 숙성후반까지 계속 증가하였으나 증가폭은 무 첨가군에 비하여 적었으며 오징어 근육 단백질 중 myosin heavy chain은 숙성 중반에 현저히 분해되었으며 식염농도가 높고, 온도가 낮은 먹즙 첨가군은 분해 속도가 느렸다.
전통적으로 사용되어 왔던 점토의 숙성과정을 과학적으로 규명하였고, 철환원세균의 농화배양액을 이용하는 생명공학기술을 이용한 개량된 점토 숙성방법을 연구하였다. 전통적으로 사용되어 왔던 수비법에 의한 점토의 숙성은 토착 미생물들이 점토에 함유된 유기물을 분해하는 과정에서 철불순물을 점토로부터 제거하여 색상을 향상시킬 뿐만 아니라 점토의 점성과 가소성 및 강도를 증진시키는 효과가 있음을 알 수 있었다. 점토숙성용 철환원세균 농화배양액을 얻는 방법을 제시하였고, 점토에 탄소원을 첨가한 후 혐기적 조건에서 농화배양액을 이용한 점토 숙성 방법을 제시하였다. 생물공학기술을 활용한 개량점토 숙성법은 전통적인 점토 숙성에서 소요되는 점토의 처리 시간을 약 1/6 수준이하로 단축시킬 수 있었고, 점토로부터 철불순물을 보다 효과적으로 제거할 수 있었을 뿐만 아니라 전통적인 방법보다도 물성이 우수한 점토로 고품위화가 가능하였다.
우리나라의 전통 발효식품의 고추장의 관능성 및 기능성을 증가시키기 위하여 전분질 원료인 찹쌀무게에 대하여 2%, 4%, 6% 및 8%의 다시마 분말을 첨가한 후 대조구와 함께 3$0^{\circ}C$에서 120일간 숙성시키면서 세균수와 효소활성을 검토하였다. 고추장의 세균수는 숙성 초기 $10^4$ cfu/g 수준에서 출발하여 숙성 30일에는 $10^{6}$ cfu/g의 수준을 나타내었고, 60일 이후에는 $10^{8}$ cfu/g의 수준을 유지하여 후반동안 $10^{8}$ cfu/g을 유지하였는데 다시마의 첨가 구별 차이는 없었고 미생물의 생육에 큰 영향을 미치지는 않았다. 효소활성의 경우 액화효소인 $\alpha$-amylase의 활성은 서서히 감소하여 숙성 후에는 효소의 활성이 거의 실활되었고 당화효소인 $\beta$-amyase의 활성은 숙성 30일까지 큰 폭으로 증가했다가 숙성 60일에 급격히 감소하였으며, 전반적으로 대조고추장에 비하여 다시마 고추장의 $\beta$-amylase의 활성이 약간 높게 나타났다. 단백질 분해효소인 acid protease 및 neutral protease의 활성은 숙성 30일까지는 증가하였으나 그 이후에는 불규칙적인 증감현상을 보이며 120일까지 감소하였다.
찹쌀가루와 메주가루의 배합비율(무게비)을 달리한 고추장(찹쌀가루 : 메주가루 = 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 3:1)의 숙성 중 품질 변화를 평가하기 위해 12주 동안 숙성시키면서 고추장의 이화학적 특성, 효소 활성 및 레올로지 특성을 연구하였다. 숙성 중 고추장의 수분함량은 $47.4{\sim}47.9%$에서 점차 증가하여 8주에는 최대 수분함량을 보였다. 환원당 함량은 $2{\sim}4$주에 가장 높았으며 이후에서는 점차 감소하는 경향을 보였다. 아미노태 질소 함량은 지속적으로 증가하였다. ${\alpha}-amylase$와 ${\beta}-amylase$ 활성은 숙성 $2{\sim}4$주에 최대 역가를 나타냈다. Acidic protease와 neutral protease는 각각 숙성 2주와 4주에 가장 높은 활성을 보였다. Power law 모델에 의한 유동성 측정에서 고추장은 낮은 유동성지수(flow behavior index, $n=0.21{\sim}0.36$)를 가진 전단담화(shearing-thinning)거동을 보여주었으며, 점조도 지수(consistency index, K)와 겉보기점도 $({\eta}_{a,10})$는 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. Casson 모델식에 의한 항복응력$({\sigma}_{oc})$은 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. 동적 점탄성 측정에서는 저장 탄성률 (G#)이 손실탄성률 (G') 보다 높은 수치를 나타내었고 주파수(frequency, ${\omega}$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보여주었다. 또한 숙성기간이 경과함에 따라 (G#)과 (G@)이 증가하는 경향을 나타냈다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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